一种惯性/里程计组合导航系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种惯性/里程计组合导航系统及方法建立惯性/里程计组合导航状态方程、建立惯性/里程计组合导航观测方程、利用惯性/里程计组合导航观测方程，进行卡尔曼滤波。本发明专利技术以惯导速度增量与里程计速度增量的差值作为卡尔曼滤波观测量，采用状态延迟卡尔曼滤波算法以抑制里程计测速误差对惯性/里程计组合导航的影响，实现惯导系统各项误差的准确估计。计。计。

【技术实现步骤摘要】
一种惯性/里程计组合导航系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种惯性/里程计组合导航系统及方法，特别是涉及一种轨道检测的惯性/里程计组合导航系统及方法，属于轨道检测应用


技术介绍

[0002]随着我国铁路建设的不断发展，既有线路的改建、扩建以及新建项目越来越多，线路测绘在工程建设中起着决定性的作用，它直接影响到工程的质量、成本及工期。惯性导航系统可以连续提供高精度的位置、速度、姿态等信息，但是惯导系统误差随时间累积，对于长时间的工程测量需要借助里程计、卫星定位等辅助信息抑制惯导系统的误差增长。
[0003]里程计安装轨道检测系统的车轮上，通过测量车轮转速获取试验过程中的行驶速度，能够较为准确的反映测量过程中检测系统的运动、停止等各种状态。并且里程计测速不依赖外界信息，即使在隧道、丛林等卫星信号遮挡严重的区域，里程计也能够提供准确的测速信息。
[0004]惯性/里程计组合导航以里程计的高精度速度信息抑制惯导系统的误差累积，是现阶段轨道检测系统一种常用测量方式。惯性/里程计组合导航根据系统的物理模型及传感器的噪声统计特性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种惯性/里程计组合导航方法，其特征在于，包括以下步骤：建立惯性/里程计组合导航状态方程；建立惯性/里程计组合导航观测方程，Z
k
＝H
k
X
k
+L
k
X
k
‑1+V
k
其中，Z
k
为t
k
时刻的观测量，以惯导速度增量与里程计速度增量的差值作为惯性/里程计组合导航观测量，H
k
为t
k
时刻状态变量X
k
对应的观测矩阵，L
k
为t
k
‑1时刻状态变量X
k
‑1对应的观测矩阵，V
k
为t
k
时刻观测量噪声；利用惯性/里程计组合导航观测方程，进行卡尔曼滤波。2.根据权利要求1所述的一种惯性/里程计组合导航方法，其特征在于：所述惯性/里程计组合导航观测方程建立步骤如下，步骤1，选取惯导速度增量与里程计速度增量的差值ΔV
Ins
‑
ΔV
d
作为惯性/里程计组合导航观测量，得到滤波观测量Z
k
，Z
k
＝ΔV
Ins(k)
‑
ΔV
d(k)
其中，Z
k
为t
k
时刻的观测量滤波观测量，ΔV
Ins(k)
为t
k
时刻的观测量惯导速度增量，ΔV
d(k)
为t
k
时刻的观测量里程计速度增量；步骤2，建立惯性里程计组合导航观测方程。3.根据权利要求2所述的一种惯性/里程计组合导航方法，其特征在于：所述步骤1滤波观测量Z
k
确定如下，(1)t
k
时刻的里程计速度增量ΔV
d(k)
获得，ΔV
d(k)
＝V
d(k)
‑
V
d(k
‑
1)
＝v
r(k)
+v
c(k)
+δv
d(k)
‑
v
r(k
‑
1)
‑
v
c(k
‑
1)
‑
δv
d(k
‑
1)
其中，V
d(k)
为t
k
时刻里程计输出速度，V
d(k
‑
1)
为t
k
‑1时刻里程计输出速度，v
r(k)
为t
k
时刻轨道检测系统的真实速度，v
r(k
‑
1)
为t
k
‑1时刻轨道检测系统的真实速度，v
c(k)
为t
k
时刻里程计的测速误差，v
c(k
‑
1)
为t
k
‑1时刻里程计的测速误差，δv
d(k)
为t
k
时刻里程计测速噪声，δv
d(k
‑
1)
为t
k
‑1时刻里程计测速噪声；而δv
d(k)
≈δv
d(k
‑
1)
因此，得到ΔV
d(k)
＝v
r(k)
+δv
d(k)
‑
v
r(k
‑
1)
‑
δv
d(k
‑
1)
；(2)t
k
时刻的惯导速度增量ΔV
Ins(k)
获得，ΔV
Ins(k)
＝(v
Ins(k)
‑
v
Ins(k
‑
1)
)+(δv
Ins(k)
‑
δv
Ins(k
‑
1)
)其中，v
Ins(k)
为t
k
时刻惯导速度，v
Ins(k
‑
1)
为t
k
‑1时刻惯导速度，δv
Ins(k)
为t
k
时刻惯导速度噪声，δv
Ins(k
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：邓继权，郭玉胜，邹思远，刘洋，周亚男，王海军，庄广琛，裴新凯，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
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